Звук – это колебательное движение в материальной среде, обладающей упругостью и инерционностью, вызванное каким-либо источником.

Распространение колебательного движения в среде называется звуковой волной.

Область среды, в которой распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. В каждой точке звукового поля при распространении звуковой волны будет наблюдаться деформация среды, т.е. зона сжатия и разряжения.

Такая деформация приведет к изменению давления в среде. Разность между атмосферным давлением и давлением в данной точке звукового поля называется звуковым давлением (Р). Звуковое давление выражается в паскалях (Па). Сила звука может характеризоваться и количеством звуковой энергии. Средний поток звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны, называется интенсивностью звука (I). За единицу измерения интенсивности принят Вт / м2.

За единицу частоты колебаний принят герц (Гц), равный 1 колебанию в секунду.

Интенсивность звука I в свободном поле связана с звуковым давлением, Вт / м2

где Р - среднеквадратичное значение давления (Па),

рс – удельное аккустическое сопротивление среды (для воздуха - 4,44 Нс / м3, для воды – 1,4 х 106 Нс / м3).

Скорость звука в газовой среде определяется по следующей зависимости:

(2.5.2)

где К – показатель адиобата (К= 1,44)

Р – давление воздуха (Па)

р – плотность воздуха (кг/м3)

Скорость звука зависит от свойств среды. Звуки в изотропной среде могут распространяться в виде сферических, плоских и цилиндрических волн. Когда размеры источника звука малы по сравнению с длиной волны, звук распространяется по всем направлениям в виде сферических волн. Если размеры источника больше чем длина излучаемой звуковой волны, то звук распространяется в виде плоской волны.

Плоская волна образуется на значительных расстояниях от источника любых размеров. Скорость звука в воздухе при t= 200 С и давлении 760 мм рт. ст, V= 344 м/с; в воде – 433м/с; в стали - 5000 м/с, в бетоне - 4000 м/с.

Если на пути распространения звуковой волны встречается препятствие, то в силу явления дифракции происходит огибание волнами препятствий. Величина огибания тем больше, чем больше длина волны по сравнению с размерами препятствия.

При длине волны меньшей размера препятствия, наблюдается отражение звуковых волн и образование за препятствием «звуковой тени» (шумозащитные экраны).

Графическое изображение частотного состава шума называется спектром.

Шум представляет собой хаотическое сочетание множества различных по частоте и силе звуков. В ГОСТ 12.1.003-76 (ССБТ) дана классификация шумов. По характеру спектра шумы делятся на широкополосные (с непрерывным спектром шириной более 1-ой октавы) и тональные (в спектре которых имеются слышимые дискретные тона) с превышением уровня в одном полюсе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По времени действия шумы подразделяются на постоянные (уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяются по времени не более чем на 5 дБ при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17187-71) и непостоянные, при изменении уровня звука более 5 дБ. Непостоянные шумы, в свою очередь, делятся на колеблющиеся по времени (уровень звука которых непрерывно изменяется во времени), прерывистые (уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, с интервалом в 1 с и более), импульсные (состоящие из 1-го или нескольких звуковых сигналов с длительностью более 1 с и уровнем звука более 10 дБ). Вибрация является одним из источников шума.

влияние шума на организм человека

Человек способен воспринимать звуки частотой от 16 до 20000 Гц различной силы и интенсивности от еле слышимых до болевых. В ухе человека находится около 25000 клеток, которые реагируют на звук. Всего человек различает 34 тысячи звуков различной частоты. Звуки частотой меньше 16-20 Гц называют инфразвуковыми, а частотой более 20000 Гц – ультразвуковыми.

Звук, а следовательно и шум имеет 2 характеристики:

1 – физическая (объективная)

2 – физиологическая (субъективная)

Физическая – колебательное движение среды характеризуется звуковым давлением. Наименьшая сила звука, которая воспринимается слуховым аппаратом человека, называется порогом слышимости данного звука (Ро) при частоте колебаний 1000 Гц Па или I= 10-12 Вт / м.2. Порогом слышимости называется минимальный уровень звукового давления на данной частоте, вызывающий слуховое ощущение (ГОСТ 12.4.062-78).

Человеческое ухо реагирует не на абсолютный прирост силы звука, а на относительное изменение силы звука. Изменение интенсивности и звукового давления воспринимаемого звука огромно и составляет соответственно 1014 и 107 раз.

Практическое использование абсолютных значений аккустических величин, например, для графического представления распределения звукового давления и интенсивности звука по частотному спектру невозможно из-за громоздкости графиков. При этом важно реагирование органов слуха на относительное изменение Р и I по отношению к пороговым величинам.

Так как между слуховым восприятием и раздражением существует почти логарифмическая зависимость, то для измерения звукового давления, интенсивности (сила звука) и звуковой мощности принята логарифмическая шкала. Это дало возможность значительный диапазон фактических значений (по звуковому давлению –106 и по интенсивности - 1012) разместить в небольшом интервале логарифмических единиц.

Поэтому введены логарифмические величины при определении уровня интенсивности звука (дБ):

(2.5.3)

и уровня звукового давления (дБ):

(2.5.4)

где Iо и Ро - соответствующие значения порога слышимости;

I и Р - замеренные величины уровней интенсивности звука и звукового давления.

Значение Ро выбрано таким образом, чтобы при нормальных атмосферных условиях Li = Lp.

За единицу измерений уровней I и P принят 1 Бел (Б).

Бел – это десятичный логарифм отношения фактических значений I и Р к пороговым значениям Io и Ро: I / Io = 10 - Ly = 1 Б или I / Io = 100 - Ly = 2 Б.

Учитывая, что наши органы слуха воспринимают различия в десятичную долю уровня интенсивности звукового давления, за единицу измерения принята более мелкая единица децибел (дБ), равная 0,1 Б.

Обычно параметры шума и вибрации оцениваются в октавных или третьоктавных диапазонах, где октава – это полоса частот с отношением верхней f2 и нижней f1 граничных частот равным 2 (f1 / f2 = 2). Для третьоктавной полосы f2 / f1 = 1,26. Для характеристики полосы в целом принята среднегеометрическая частота, которая равна:

(2.5.5)

Среднегеометрические частоты октавных полос стандартизованы.

Для звука (ГОСТ 12.1.001-89) с частотами более 11,2 кГц (ультразвук) среднегеометрические частоты третьоктавных полос равны 12500, 16000, 20000 Гц и более. Поэтому по ГОСТ 12.1.003-76 (ССБТ) характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звуковых давлений в октавных полосах (дБ) со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, определяемые по формуле (4.3. и 4.4).

Болевой порог восприятия звука соответствует и величинам I = 102 Вт/м2, Па.

Если подставить соответственно их в формулы 3.3. и 3.4., то получим дБ или дБ.

Разница уровней в 1 дБ соответствует минимальной величине различимой слухом, при этом интенсивность звука изменяется в 1,26 раза или на 26%. С учетом данного явления разработана шкала громкостей, воспринимаемых человеческим ухом, которая разделяется на 140 единиц. За нуль принята сила звука на пороге слышимости. Увеличение силы звука в 1,26 раза создает следующую ступень громкости. Уровень интенсивности различных звуков на расстоянии 1 м составляет: шепот 10-20 дБ, громкая речь 60-70 дБ, шум на улице 70-80 дБ, шум электропоезда 110дБ, шум реактивного двигателя 130-140дБ. Шум в 150 дБ непереносим для человека, в 180 дБ вызывает усталость металла, в 190 дБ вырывает заклепки из конструкций. Применение шкалы позволяет весь огромный диапазон интенсивности звука измерять в пределах от 0 до 140 дБ. При проверке уровня шума органами надзора или при разработке мер профилактики оценку постоянного шума на рабочем месте (LA) рассчитывают по формуле:

(2.5.6)

где РА= замеренная по шкале А шумомера по ГОСТ 17187-71, среднеквадратичная величина звукового давления (Па).

Однако уровень силы звука в дБ еще не позволяет судить о физиологическом ощущении громкости. Восприятие громкости звука зависит не только от уровня силы звука, но и от его частот (рис.2.5.1)

Рис. 2.5.1. Изолинии равной громкости.

Чувствительность слухового анализатора не одинакова к звукам различных частот и поэтому звуки, одинаковые по своей силе, но разные по частоте, могут оказаться на слух не одинаково громкими. Второй физиологической характеристикой звука является ощущение, воспринимаемое органами слуха, характеризующиеся громкостью. Ухо человека воспринимает звуки с частотой колебаний от 16 до 20000 Гц. Области звуковых колебаний с частотой до 16 Гц (инфразвуки) и более 20000 Гц (ультразвуки) ухом не улавливаются. Поэтому для оценки уровня интенсивности используется сравнение измеряемого звука с эталонным звуком частотой в 1000 Гц. Единицей измерения громкости является фон. Если какой-либо звук окажется на слух таким же громким, как звук частотой 1000 Гц и с уровнем силы 1 дБ, то уровень громкости данного звука принимается равным 1 фону. Различие между уровнем силы звука и уровнем громкости заключается в том, что первый определяет только чистую физическую величину уровня силы звука независимо от частоты, а второй учитывает также и физиологическое, субъективное ощущение звука. Для звуковой частоты 1000 Гц децибелы и фоны численно равны. По мере увеличения интенсивности звука и при уровне более 80 фон громкость звука определяется фактически его силой независимо от частоты. Шкала уровней громкости не является натуральной шкалой, т.е., например, изменение уровня громкости в 2 раза не означает, что субъективное ощущение громкости звука изменяется во столько же раз. Для оценки субъективного восприятия громкости шума или звука введена шкала фонов. Громкость (в фонах) определяется по формуле:

(2.5.7)

где L1 – уровень громкости (фон).

Например, требуется сравнить по громкости 2 звука с уровнем громкости 60 и 80 фон. По формуле 2.5.7. находим:

Таким образом, второй звук воспринимается слуховым аппаратом человека как звук в 2 раза более громкий, чем первый(8: 4).

Шум в производстве и в быту отрицательно влияет на организм человека, приводит к снижению производительности труда.

Устойчивый постоянный шум оказывает меньшее влияние на организм человека, чем нерегулярно возникающий высокочастотный. Шум способствует быстрому наступлению у человека чувства усталости. Шум с уровнем интенсивности более 60 дБ тормозит нормальную пищеварительную деятельность желудка. При шуме 80-90 дБ число сокращений желудка в минуту уменьшается на 37%. Установлено, что при интенсивности шума более 60 дБ выделение слюны и отделение желудочного сока понижается на 44%. Временное, а иногда и постоянное повышение кровяного давления, повышенная раздражительность, понижение работоспособности, душевная депрессия и т.п. являются следствием действия шума. Неопределенные шумы, не доходящие до сознания, также вызывают истощение центральной нервной системы, в результате чего они могут служить причиной незаметных до поры нарушений в организме.

У человека, находящегося в течение 6-8 часов под воздействием шума интенсивностью 90 дБ, наступает умеренное понижение слуха, исчезающее примерно через 1 ч после его прекращения. Шум, превышающий 120 дБ, очень быстро вызывает у человека усталость и заметное понижение слуха. В каждом отдельном случае степень потери слуха и длительность периода восстановления пропорциональны уровню интенсивности и длительности воздействия.

При большой интенсивности шум не только влияет на слух, но и оказывает другое воздействие (головная боль, плохая восприимчивость речи), порой чисто психологическое воздействие на человека. Все части тела испытывают при этом постоянное давление или ощущение порыва ветра; в костях черепа и зубах точно так же, как и в мягких тканях носа и горла, возникают вибрации. При уровне шума 140 дБ (порог болевого ощущения) и выше ощущение давления усиливается и распространяется по всему телу, а грудная клетка, мышцы ног и рук начинают вибрировать. Когда уровень интенсивности шума достигнет 160 дБ, может произойти разрыв барабанной перепонки.

Продолжительный и сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности человека. Продолжительное действие шума вызывает общее утомление, может постепенно привести к потере слуха и к глухоте. Под потерей слуха (ССБТ, ГОСТ 12.4.062-78) понимают постоянное смещение порога слышимости на данной частоте, т.е. необратимое (стойкое) нижение остроты слуха от воздействия шума. ГОСТ 12.4.062-78 для определения потерь слуха устанавливает 3 метода: на 8-ми частотах; на 4-х частотах; на 2-х частотах.

Оценка результатов производится по среднему арифметическому значению величин потерь слуха отдельно для правого (0) и левого (Х) уха на речевых частотах 500, 1000, 2000 Гц:

дБ дБ

Если потери слуха на речевых частотах равны 10-20 дБ, то это легкое снижение слуха (1 степень); при потере слуха – 21-30 дБ наблюдается умеренное снижение слуха (2 степень); если снижение слуха – 31 дБ и более, то наблюдается значительное снижение слуха (3 степень). Действуя на центральную нервную систему, шум оказывает влияние на деятельность всего организма человека: ухудшается зрение, деятельность органов дыхания и кровообращения, повышается кровяное давление. Шум ослабляет внимание и затормаживает психологические реакции. По этим причинам шум способствует возникновению несчастных случаев и ведет к снижению производительности труда.

Шум усиливает действие профессиональных вредностей: на 10-15% повышает общую заболеваемость работающих, снижает производительность труда, особенно сложного (умственного). Для сохранения производительности при повышении шума с 70 до 90 дБ рабочий должен затратить на 10-20% больше физических и нервных усилий. Действие шума на организм возрастает при повышении напряженности и тяжести труда.

При систематическом воздействии сильного шума и при недостаточном времени отдыха, когда за время отдыха слух не успевает полностью восстановиться, наступает стойкое ослабление слуха. Шумы со сплошными спектрами являются менее раздражающими, чем шумы, содержащие тональные составляющие. Если источники шума одинаковые по интенсивности (когда L1 = L2 = Ln), то:

(2.5.8)

где Lm – уровень интенсивности шума 1-го источника, дБ;

N – количество одинаковых источников шума.

Если они разные, то:

где L1, L2, Ln – уровни звукового давления, создаваемые в расчетной точке, а 1, 2 … n – источники шума.

Следует учитывать:

Если один источник шума создает уровень звукового давления 90 дБ, а другой – 84 дБ, то их суммарный уровень не равен 174 дБ, а всего примерно 91 дБ (добавим к уровню 90 дБ – 1 дБ). Из этого следует, что для успешного снижения шума необходимо, в первую очередь, выявить и заглушить наиболее интенсивный источник шума, так как добавка шумов меньшей интенсивности незначительны.

При наличии множества примерно одинаковых источников шума устранение одного или двух из них, практически не снижает общего шума.

Так, например, если вместо 10 одинаковых источников оставить 6, то уровень шума снизится всего на 2 дБ.

Снижение уровня звукового давления на каждые 10 дБ соответствует уменьшению физиологически воспринимаемой человеком громкости звука в 2 раза: например, шум в 60 дБ вдвое тише, чем шум в 70 дБ.

Звуковые волны в помещении, многократно отражаясь от стен, потолка, производственного оборудования, увеличивают общий шум на 5-15 дБ.

Еще из раздела Безопасность жизнедеятельности:

Реферат: Курение - как вид опасной токсикомании, влияющий на здоровье будущих поколений
Курсовая работа: Конструирование и расчет технических средств коллективной защиты работников от воздействия вредных производственных факторов

Шум - это совокупность звуков различной интенсивности и частоты, возникающих в результате колебательного движения частиц в упругой среде.
В результате длительного воздействия шума нарушается нормальная деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем (особенно), пищеварительных органов; развивается профессиональная тугоухость, прогрессирование которой ведёт к полной потере слуха. Вибрация воздействует на центральную нервную систему, желудочно-кишечный тракт, органы равновесия. Вызывает головокружение, онемение конечностей, заболевание суставов. Кроме того, вибрация отрицательно воздействует на машины и механизмы.

Виды шумов:

1. ударный шум - возникает при ковке, клёпке, штамповке;
2. механический шум - возникает при трении и биении узлов и деталей машин и механизмов;
3. аэродинамический шум - возникает при больших скоростях движения воздуха и резких изменениях направлений его движения;
4. магнитный шум - возникает в двигателях, трансформаторах.
5. гидравлический
6. статический?

Характеристики шума (звука):

1. частота, Гц;
2. звуковое давление, Па;
3. интенсивность звука, Вт/м2.

Минимальная интенсивность звука, которая воспринимается ухом, называется порогом слышимости. на разных частотах пороги разные: на частоте 1000Гц: I 0 =10 -12 Вт/м 2 , p0=2*10 -5 Па. Максимальная интенсивность звука, при которой орган слуха начинает испытывать болевые ощущения, называется порогом болевого ощущения. Для 1000Гц: I 0 =10 2 Вт/м 2 , p0=2*10 2 Па.
· Уровень интенсивности:
Уровень звукового давления L p в дБ является характеристикой постоянного шума на рабочих местах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и определяется по формуле

Где - среднее квадратичное значение звукового давления, Па; - стандартное (пороговое) значение звукового давления в воздухе P 0 = 0,00002 Па.
Эквивалентный уровень звука в дБА является интегральной характеристикой непостоянного шума на рабочих местах и определяется по формуле

Где P a (t) - текущее значение среднего квадратичного звукового давления, Па (с учетом коррекции "А" шумомера);
Т - время действия шума, ч.

Использование логарифмической шкалы позволяет укладывать большой диапазон интенсивности и звукового давления в сравнительно небольшом интервале логарифмических величин от 0 до 140 дБ.
Небольшой шум 50-60дБ вызывает нагрузку на нервную систему; 140 дБ - приводит к разрыву барабанной перепонки.
· Суммарный уровень звукового давления от нескольких источников звука:

Где n - число источников шума с одинаковым уровнем звукового давления Li
· Суммарный уровень шума нескольких различных источников шума (в равноудал. точке):

Где Li - уровни звукового давления, создаваемого каждым источником звука в исследуемой точке пространства.
По уровню интенсивности звука ещё нельзя судить о физиологическом ощущении громкости этого звука, т.к. наш орган слуха не одинаково чувствителен к звукам различных частот. Например, звук, частотой 100Гц и интенсивностью 50 дБ возникает как равногромкий звуку частотой 1000Гц и интенсивностью 20дБ.

Кривые равной громкости звуков.

Нормирования шума. ГОСТ 12.11036-81- Допустимые уровни шума производственных помещениях. 2 вида нормирования шума
1) Гигиеническое 2) Техническое.
Под 1. понимается ограничение уровня шума воздействующего на человека находящегося в зоне действия источника шума. Цель- обеспечить допустимого комплекса гигиенических требований предупреждающие заболевание человека.
2. Ограничение интенсивности шума из условий доп. уровня на раб. месте.
Приборы для измерения: шумомеры, частотомеры, анализаторы, осциллографы. принцип действия преобразование звуковых колебаний в приблизительное U пропорционального уровню звукового давления.

Введение

Шум на производстве неблагоприятно действует на организм человека: повышает расход энергии при одинаковой физической нагрузке, значительно ослабляет внимание работающих, увеличивает число ошибок в работе, замедляет скорость психических реакций, в результате чего снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Шум затрудняет своевременную реакцию работающих на предупредительные сигналы внутрицехового транспорта (автопогрузчики, мостовые краны и т. п.), что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

Шум оказывает вредное влияние на физическое состояние человека: угнетает центральную нервную систему; вызывает изменение скорости дыхания и пульса; способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни; может приводить к профессиональным заболеваниям.

Исследованиями последних лет установлено, что под влиянием шума наступают изменения в органе зрения человека (снижается устойчивость ясного видения и острота зрения, изменяется чувствительность к различным цветам и др.) и вестибулярном аппарате; нарушаются функции желудочно-кишечного тракта; повышается внутричерепное давление; происходят нарушения в обменных процессах организма и т. п.

Шум, особенно прерывистый, импульсный, ухудшает точность выполнения рабочих операций, затрудняет прием и восприятие информации. В документах Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) отмечается, что наиболее чувствительными к шуму являются такие операции, как слежение, сбор информации и мышление.

Шум с уровнем звукового давления 30 ... 35 дБ является привычным для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звукового давления до 40 ... 70 дБ создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия, снижение производительности умственного труда, а при длительном действии может явиться причиной невроза, язвенной и гипертонической болезни.

Длительное воздействие шума свыше 75 дБ может привести к резкой потере слуха -- тугоухости или профессиональной глухоте. Однако более ранние нарушения наблюдаются в нервной и сердечно-сосудистой системе, других внутренних органах.

Зоны с уровнем звука свыше 85 дБ должны быть обозначены знаками безопасности. Станочников, постоянно находящихся в этих зонах, администрация цеха обязана снабжать средствами индивидуальной защиты органов слуха. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с октавными уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.

Основные характеристики шума

Шумом называют всякий неблагоприятно действующий на человека звук. Обычно шум является сочетанием звуков различной частоты и интенсивности. С физической точки зрения звук представляет собой механические колебания упругой среды. Звуковая волна характеризуется звуковым давлением р , Па, колебательной скоростью V, м/с, интенсивностью I , Вт/м 2 , и частотой -- числом колебаний в секунду f , Гц.

Звуковые колебания какой-либо среды (например, воздуха) возникают при нарушении ее стационарного состояния под воздействием возмущающей силы. Частицы среды начинают колебаться относительно положения равновесия, причем скорость этих колебаний (колебательная скорость) значительно меньше скорости распространения звуковых волн (скорости звука), которая зависит от упругих свойств, температуры и плотности среды.

Во время звуковых колебаний в воздухе образуются области пониженного и повышенного давления, которые определяют звуковое давление.

Звуковым давлением называется разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением в невозмущенной среде.

Характеристикой источника шума служит звуковая мощность Р, которая определяется общим количеством звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени.

При распространении звуковой волны в пространстве происходит перенос энергии. Количество переносимой энергии определяется интенсивностью звука. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице площади поверхности, нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука в данной точке.

Слуховой орган человека воспринимает в виде слышимого звука колебания упругой среды, имеющие частоту примерно от 20 до 20 000 Гц, но наиболее важный для слухового восприятия интервал от 45 до 10000 Гц.

Источниками шума на машиностроительных предприятиях являются: производственное оборудование (станочное, кузнечно-прессовое и т.п.); энергетическое оборудование, компрессорные и насосные станции, вентиляторные установки, трансформаторные подстанции; продукция предприятия -- при ее испытаниях на стендах (двигатели внутреннего сгорания, авиационные двигатели, компрессоры и т. п.).

В зависимости от физической природы возникающего шума они подразделяются на источники механического, аэродинамического, электромагнитного и гидродинамического шума. Снижение шума на рабочих местах должно достигаться прежде всего за счет акустического совершенствования машин -- улучшения их шумовых характеристик.

Восприятие человеком звука зависит не только от его частоты, но и от интенсивности и звукового давления. Наименьшая интенсивность I 0 и звуковое давление Р 0 , которые воспринимает человек, называются порогом слышимости. Пороговые значения I 0 и Р 0 зависят от частоты звука. При частоте 1000 Гц звуковое давление Р 0 = 2 -10 -5 Па, 1 0 = 10 -12 Вт/м 2 . При звуковом давлении 2-10 2 Па и интенсивности звука 10 Вт/м 2 возникают болевые ощущения (болевой порог). Между порогом слышимости и болевым порогом лежит область слышимости. Разница между болевым порогом и порогом слышимости очень велика. Чтобы не оперировать большими числами, ученый А. Г. Белл предложил использовать логарифмическую шкалу. Логарифмическая величина, характеризующая интенсивность шума или звука, получила название уровня интенсивности L шума или звука, которая измеряется в безразмерных единицах белах (Б).

где I -- интенсивность звука в данной точке;

I 0 -- интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости.

Так как интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, то для уровня звукового давления можно записать:

Ухо человека реагирует на величину в 10 раз меньшую, чем бел, поэтому распространение получила единица децибел (дБ), равная 0,1 Б, тогда

Шумовые характеристики (ШХ) источников шума -- активные уровни звуковой мощности (УЗМ) L p , дБ, и показатели направленности излучения шума G , дБ, или предельно допустимые шумовые характеристики (ПДШХ) должны быть указаны в паспорте на них, руководстве (инструкции) по эксплуатации или другой сопроводительной документации. При отсутствии таких сведений необходимо пользоваться справочными данными по шумовым характеристикам применяемой машины или ее аналога.

В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83* шум классифицируется по спектральным и временным характеристикам.

Спектры шума подразделяются на широкополосные и тональные. Широкополосные характеризуются спектром шума шириной более одной октавы, тональные имеют в своем составе выраженные дискретные тона с превышением уровня звукового давления (в третьоктавной полосе частот) над соседними не менее чем на 10 дБ.

Для оценки и сравнения шумов, изменяющихся по времени, применяют уровни звука. Уровень звука -- это суммарный уровень звукового давления, определенного во всем частотном диапазоне. Измеряют уровень звука шумомером в децибеллах А [дБ (А)] по шкале, имеющей корректирующий контур А по низкочастотной составляющей.

По временным характеристикам шумы подразделяются: на постоянные и непостоянные, а последние, в свою очередь, делятся на колеблющиеся прерывистые и импульсные. Шум относится к постоянному, если уровень звука, характеризующий его, изменяется за восьмичасовой рабочий день (рабочую смену) не более чем на 5 дБ (А); для непостоянных шумов характерно изменение уровня звука в течение рабочего дня более чем на 5 дБ (А).

Колеблющиеся шумы характеризуются уровнем звука, непрерывно изменяющегося во времени, например шум транспортного потока. Для прерывистых шумов уровень звука изменяется ступенчато [на 5 дБ (А) и более], при этом длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более, например шум, возникающий при периодическом выпуске газа из-под поршня. Импульсные шумы -- это один или несколько звуковых сигналов каждый продолжительностью менее 1 с, воспринимаемый человеком как удары, следующие один за другим, уровни звука при этом отличаются не менее чем на 7 дБ. Для машин ударного действия характерен импульсный шум.

Шум — это совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека и мешающих его работе и отдыху.

Источниками звука являются упругие колебания материальных частиц и тел, передаваемых жидкой, твердой и газообразной средой.

Скорость звука в воздухе при нормальной температуре составляет приблизительно 340 м/с, в воде -1 430 м/с, в алмазе — 18 000 м/с.

Звук с частотой от 16 Гц до 20 кГц называется слышимый, с частотой менее 16 Гц — и более 20 кГц — .

Область пространства, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем, которое характеризуется интенсивностью звука, скоростью его распространения и звуковым давлением.

Интенсивность звука — это количество звуковой энергии, передаваемой звуковой волной за 1 с через площадку 1 м 2, перпендикулярную направлению распространения звука, Вт/м2.

Звуковое давление — им называется разность между мгновенным значением полного давления, создаваемого звуковой волной и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде. Единица измерения — Па.

Порог слуха молодого человека в диапазоне частот от 1 000 до 4 000 Гц соответствует давлению 2× 10-5 Па. Наибольшее значение звукового давления, вызывающего болезненные ощущения, называется порогом болевого ощущения и составляет 2× 102 Па. Между этими значениями лежит область слухового восприятия.

Интенсивность воздействия шума на человека оценивается уровнем звукового давления (L), который определяется как логарифм отношения эффективного значения звукового давления к пороговому. Единица измерения — децибел, дБ.

На пороге слышимости при среднегеометрической частоте 1 000 Гц уровень звукового давления равен нулю, а на пороге болевого ощущения — 120-130 дБ.

Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность: шепот — 10-20 дБА, разговорная речь — 50-60 дБА, шум от двигателя легкового автомобиля — 80 дБА, а от грузового — 90 дБА, шум от оркестра — 110-120 дБА, шум при взлете реактивного самолета на расстоянии 25 м — 140 дБА, выстрел из винтовки — 160 дБА, а из тяжелого орудия — 170 дБА.

Виды производственного шума

Шум, в котором звуковая энергия распределена по всему спектру, называется широкополосным ; если прослушивается звук определенной частоты, шум называется тональным ; шум, воспринимаемый как отдельные импульсы (удары), называется импульсным.

В зависимости от характера спектра шумы разделяются на низкочастотные (максимальное звуковое давление меньше 400 Гц), среднечастотные (звуковое давление в пределах 400-1000 Гц) и высокочастотные (звуковое давление больше 1000 Гц).

В зависимости от временных характеристик шумы разделяются на постоянные и непостоянные.

Непостоянные шумы бывают колеблющимися по времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; прерывистыми, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума; импульсными , состоящими из сигналов менее 1 с.

В зависимости от физической природы шумы могут быть:

механическими - возникающими при вибрации поверхностей машин и при одиночных или периодических ударных процессах (штамповка, клепка, обрубка и т.п.);
аэродинамическими — шумы вентиляторов, компрессоров, двигателей внутреннего сгорания, выпусков пара и воздуха в атмосферу;
электромагнитными - возникающими в электрических машинах и оборудовании за счет магнитною поля, обусловленного электрическим током;
гидродинамическими - возникающими вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (насосы).

В зависимости от характера действия шумы делятся на стабильные, прерывистые и воющие ; последние два особенно неблагоприятно действуют на слух.

Шум создается одиночными или комплексными источниками, находящимися снаружи или внутри здания, — это прежде всего транспортные средства, техническое оборудование промышленных и бытовых предприятий, вентиляторные, газотурбокомпрессорные установки, санигарно-техническое оборудование жилых зданий, трансформаторы.

В производственной сфере шумы наиболее распространены в промышленности и сельском хозяйстве. Значительный уровень шума наблюдается в горнорудной промышленности, машиностроении, лесозаготовительной и деревообрабатывающей, текстильной промышленности.

Воздействие шума на организм человека

Шум, возникающий при работе производственного оборудования и превышающий нормативные значения, воздействует на центральную и вегетативную нервную систему человека, органы слуха.

Шум воспринимается весьма субъективно. При этом имеет значение конкретная ситуация, состояние здоровья, настроение, окружающая обстановка.

Основное физиологическое воздействие шума заключается в том, что повреждается внутреннее ухо, возможны изменения электрической проводимости кожи, биоэлектрической активности головного мозга, сердца и скорости дыхания, общей двигательной активности, а также изменения размера некоторых желез эндокринной системы, кровяного давления, сужение кровеносных сосудов, расширение зрачков глаз. Работающий в условиях длительного шумового воздействия испытывает раздражительность, головную боль, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, нарушение сна. В шумном фоне ухудшается общение людей, в результате чего иногда возникает чувство одиночества и неудовлетворенности, что может привести к несчастным случаям.

Длительное воздействие шума, уровень которого превышает допустимые значения, может привести к заболеванию человека шумовой болезнью — нейросенсорная тугоухость. На основании всего выше сказанного шум следует считать причиной потери слуха, некоторых нервных заболеваний, снижения продуктивности в работе и некоторых случаях потери жизни.

Гигиеническое нормирование шума

Основная цель нормирования шума на рабочих местах — это установление предельно допустимого уровня шума (ПДУ), который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.

Допустимый уровень шума — это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму.

Предельно допустимые уровни шума на рабочих местах регламентированы СН 2.2.4/2.8.562-96 “Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки”, СНиП 23-03-03 “Защита от шума”.

Мероприятия по защите от шума

Защита от шума достигается разработкой шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной защиты, а также средств индивидуальной защиты.

Разработка шумобезопасной техники — уменьшение шума в источнике — достигается улучшением конструкции машин, применением малошумных материалов в этих конструкциях.

Средства и методы коллективной защиты подразделяются на акустические, архитектурно-планировочные, организационно-технические.

Защита от шума акустическими средствами предполагает:

звукоизоляцию (устройство звукоизолирующих кабин, кожухов, ограждений, установку акустических экранов);
звукопоглощение (применение звукопоглощающих облицовок, штучных поглотителей);
глушители шума (абсорбционные, реактивные, комбинированные).

Архитектурно-планировочные методы — рациональная акустическая планировка зданий; размещение в зданиях технологического оборудования, машин и механизмов; рациональное размещение рабочих мест; планирование зон движения транспорта; создание шумозащищенных зон в местах нахождения человека.

Организационно-технические мероприятия — изменение технологических процессов; устройство дистанционного управления и автоматического контроля; своевременный планово-предупредительный ремонт оборудования; рациональный режим труда и отдыха.

Если невозможно уменьшить шум, действующий на работников, до допустимых уровней, то необходимо использовать средства индивидуальной защиты (СИЗ) — противошумные вкладыши из ультратонкого волокна “Беруши” одноразового использования, а также противошумные вкладыши многократного использования (эбонитовые, резиновые, из пенопласта) в форме конуса, грибка, лепестка. Они эффективны для снижения шума на средних и высоких частотах на 10-15 дБА. Наушники снижают уровень звукового давления на 7-38 дБ в диапазоне частот 125-8 000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, оголовья, каски, которые снижают уровень звукового давления на 30-40 дБ в диапазоне частот 125-8 000 Гц.

См.также

Защита от производственного шума

Основные мероприятия по борьбе с шумом — это технические мероприятия, которые проводятся потрем главным направлениям:

устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике;
ослабление шума на путях передачи;
непосредственная защита работающих.

Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций малошумными или полностью бесшумными, однако этот путь борьбы с шумом не всегда возможен, поэтому большое значение имеет снижение шума в источнике — путем совершенствования конструкции или схемы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами, оборудования на источнике шума дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения, расположенного по возможности ближе к источнику.

Одним из наиболее простых технических средств борьбы с шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух , закрывающий отдельный шумный узел машины.

Значительный эффект снижения шума от оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабочего места или зоны обслуживания машины.

Применение звукопоглощающих облицовок для отделки потолка и стен шумных помещений (рис. 1) изменяет спектр шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда.

Рис. 1. Акустическая обработка помещений: а — звукопоглощающие облицовки; б — штучные звукопоглощатели; 1 — защитный перфорированный слой; 2 — звукопоглощающий материал; 3 — защитная стеклоткань; 4 — стена или потолок; 5 — воздушный промежуток; 6 — плита из звукопоглощающего материала

Для снижения аэродинамического шума применяют глушители , которые принято делить на абсорбционные, использующие облицовку поверхностей воздуховодов звукопоглощающим материалом: реактивные типа расширительных камер, резонаторов, узких отростков, длина которых равна 1/4 длины волны заглушаемого звука: комбинированные, в которых поверхности реактивных глушителей облицовывают звукопоглощающим материалом; экранные.

Учитывая, что с помощью технических средств в настоящее время не всегда удается решить проблему снижения уровня шума, большое внимание должно уделяться применению средств индивидуальной защиты : наушников, вкладышей, шлемов, защищающих ухо от неблагоприятного действия шума. Эффективность средств индивидуальной защиты может быть обеспечена их правильным подбором в зависимости от уровней и спектра шума, а также контролем за условиями их эксплуатации.

^ 17. Шум. Виды шумов. Характеристика шума.

Шум- это совокупность звуков различной частоты и интенсивности возникающие в результате колебательного движения частиц в упругих средах. Различают 4 вида. 1. Ударный- возникает при штамповке, чеканке, ковке 2 Механический- возникает при трении или биении узлов и деталей машин и механизмов. 3. Аэродинамический- возникает в аппаратах в при большой скорости для воздуха или резком изменении его направления движения. 4. Магнитный шум- возникает в трансформаторах и эл двигателях..

^ Звук это волновое движение упругой среды воспринимаемое ухом человека. Колебания с частотой 20….200000 Гц. Ультразвук и инфразвук не входят в пороги слышимости но вызывают отрицательное действие на организм человека.

Характеристики звука. 1. Звуковое давление Р [Па] 2. Частота,Гц 3. Интенсивность I [Вт/см 2 ].

Минимальная интенсивность звука , которая воспринимается ухом человека- порог слышимости. При 1000Гц порог слышимости I=10 -12 [Вт/см 2 ], а давление р=2*10 -5 Па.

^ Максимальная интенсивность звука при которой человек начинает испытывать болевые ощущения- порог болевого ощущения при 1000 Гц 10 2 [Вт/см 2 ], а давление р=2*10 2 Па.

Так как разброс I, P большой то пользоваться ими для измерения шума неудобно. Для оценки используют отношения этих величин к условному уровню соответствующему уровню слышимости стандартной частоты 1000 Гц. измеряется в Дц.

L=10lg(I/I 0), Дб. (так же и для Р). I- действительная среднее квадратичное значение интенсивности, I 0 -пороговая интенсивность.

Использование такой шкалы позволяет укладывать большой диапазон значений в сравнительно небольшой интервал L=0…140. небольшой шум 50-60, 140 разрыв перепонки.

Суммарный уровень звукового давления от нескольких источников шума с одинаковыми уровнями звукового давления. L=Li + 10Lg(n), Дб. n-число источников шума.

Суммарный уровень шума от нескольких разных источников шума L=10Lg(∑10 Li /10). Li- уровни звукового давления от разных источников.

По уровню звука ещё нельзя судить о физическом ощущении громкости звука или шума, так как слух неодинаково чувствителен к звукам различных частот. Поэтому вводят понятие уровень громкости с условной единицей –фон. 1фон- это громкость звука при 1000Гц и уровне интенсивности 1дб.

^ Кривые раной громкости звуков.

Нормирования шума. ГОСТ 12.11036-81- Допустимые уровни шума производственных помещениях. 2 вида нормирования шума 1) Гигиеническое 2) Техническое.

Под 1. понимается ограничение уровня шума воздействующего на человека находящегося в зоне действия источника шума. Цель- обеспечить допустимого комплекса гигиенических требований предупреждающие заболевание человека.

2. Ограничение интенсивности шума из условий доп. уровня на раб. месте.

Приборы для измерения: шумомеры, частотомеры, анализаторы, осциллографы. принцип действия преобразование звуковых колебаний в ≈U пропорционального уровню звукового давления.

^ 18. Вибрация. Виды вибраций. Параметры вибрации.

Вибрация- это колебание твёрдых тел воспринимаемое человеком как сотрясение. Часто вибрация сопровождается сильным шумом.

Вибрация может быть 2 типов: 1. Местная, которая передается руке от (пилы, дрели). 2. Общая, колебания передаются всему телу от работающих механизмов, на рабочем месте, через пол, стены, и.т.д. Наиболее опасная вибрация f=(4…9)Гц, так как она совпадает с частотой колебания внутренних органов человека.

Параметры вибраций.

1. Частота, Гц.

2. Амплитуда смещения, А [м]

3. колебательная скорость, ν [м/с]

4. колебательное ускорение. a [м/с 2 ]

L=10lg(ν/ ν 0), Дб

ν- действительная среднее квадратичное значение вибрационной скорости.

ν 0 = 5*10 -8 м/с- пороговая вибро- скорость.

Нормирование вибраций по ГОСТ 12.1.012-90- производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий.

Приборы для измерения- Виброметры ВМ-1, ВШВ-003.

^ 19. Методы защиты от шума и вибрации.

1. ↓ шума и вибрации в месте их образования. Замена изношенных механизмов. Замена штамповки- прессованием, клёпки- сваркой. замена возвратно- поступательного движения, равномерным вращательным. Применение вместо прямозубых шестернь- косозубые, класса точности и ↓ шероховатости; замена зубчатых и цепных передач клино ремёнными и зубчато ремёнными. Замена подшипников → подшипников скольжения, применение сбалансированных вращающихся элементов машин, использование прокладочных материалов в соединениях.

2. Рациональная планировка цехов и помещений. Размещение шумных цехов на окраине предприятия, а шумного и вибрационного оборудования в отдельных помещениях.

3. Звуко вибро поглащение и звуко вибро изоляция.

Звукоизоляция - это способность материала отражать звуковую энергии..

Чем больше масса тела, тем лучше он отражает звук, поэтому для звукоизоляции применяют твёрдые и массивные тела (бетон, кирпич. метал).

Звукоизоляция в виде стен, экранов, кабин, и т.д. Стены снижают шум на (30-50)Дб.

Очень хорошей звукоизоляцией обладает конструкции состоящие из жестких и мягких слоёв (оконная рама).

^ Виброизоляция- достигается за счёт использования сплава демпферной способности, а так же балансировки вращающихся элементов, применение амортизаторов.

Звукопоглощение- это перевод энергии звукового колебания в тепловую энергию за счёт трения колеблющихся частиц воздуха о стенки пор материала. Лучше всего поглощает энергию, пористые, волокнистые тела (паралон, пенопласт).

Звукопоглощающим материалом обычно облицовываются внутренние поверхности помещения, этим достигается ↓ шума на 10 Дб.

^ Вибропоглощение- это перевод механической энергии в тепловую, достигается изменением изготовления деталей; оборудования из материалов с внутренним трением; нанесение на вибрирующие мет. детали покрытий которые могут жёсткими или мягкими; установка вибрирующего оборудования на изоляционный материал от пола.

На производстве зоны с уровнями звука 65 Дб должны быть обозначены специальным знаком безопасности. (вид знака- треугольник с наушниками). Рабочие в этих зонах должны быть обеспечены средствами защиты.

При слабых шумах 1. Вкладыши 2. Беруши.

При средних шумах- наушники(пртивошумные).

При высоко частотных шумах: каски и противошумные костюмы; для защиты рук от вибрации используют рукавицы с паралоновой прокладкой; защита ног- толстая волокнистая подошва.

На предприятии должны быть обеспечено измерение уровень шума на рабочих местах не реже 1ё раза в год. периодичность контроля вибро нагрузки на агрегатах при воздействии локальной вибрации должна быть не реже 2 раз в год.

При воздействии вибрации предусматриваются регламентированные перерывы (20- 30) мин после начала работы через 1-2 часа, и через 2 часа после обеда.

^ 20. Освещение. Показатели освещения. Естественное освещение.

Свет- это видимое электромагнитное излучение с длинной волны λ=(0,28…0,77) мкм.

Освещение характеризуется качественными и количественными показателями.

^ Количественные показатели:

1. Сила света J [КД] 1 кандела- это сила излучения в перпендикулярном направлении абсолютно черным телом имеющим определённую площадь, излучение происходит при определенной t и давлении.

2. световой поток F [лм ] 1 люкс- это поток излучаемый точечным источником света в телесном угле 1 стерадиан, при J= 1 кандела.

3. освещённость Е [лк] 1 люкс- это величина светового потока падающего на 1 м 2 площади. Е=F/S

4. Коэффициент отражения

Качественный показатели.

1. Минимальный объект различения- это min объект, который необходимо различать в процессе работы.

2. Фон- это поверхность прилегающая к объекту различения. Их 3 вида а) Темный (ρ<0.2) б) средний (0.2<ρ<0.4) в) Светлый (ρ>0.4)/

Естественное освещение.

Существует 3 вида освещения.

1 Естественный от солнца.2. Искусственное при работе ламп. 3. Совмещённое.

В соответствии со СНиП Естественное и искусственное освещение помещения с постоянным пребыванием людей должно преобладать естественное. Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее, комбинированное.

Естественное освещение наиболее гигиенично, имеет полный спектр света, благоприятно воздействует на физиологическое и психическое состояние человека. «-» Оно зависит от температуры газа, времени суток, конструкции здания.

В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется min значение коэффициента естественного освещения (КЕО) в точке расположенной на пересечении вертикальной плоскости, характерного разреза помещения с условной рабочей поверхностью, на расстоянии 1 м от стены наиболее удалённой от световых проёмов, при 2 стороннем боковом освещении в точке по середине помещения.

- освещённость в измеряемой точке в нутрии помещения.

- освещённость под открытым небом.

Без естественного освещения допускается проектировать помещение, которые определены соответствующими СНиП, на производственные здания и сооружения, на помещения размещение, которые размещены в производственных и цокольных этажах.

^ 21. Искусственное освещение (ИО). Лампы накаливания и газоразрядные лампы. Преимущества и недостатки.

Существует 3 системы ИО:

1) общее освещение – помещение равномерно освещается сверху.

2) местное освещение (на рабочее место непосредственно).

3) комбинированное.

Применение одного местного не допускается, т.к. оно дает резкие тени, что вызывает напряжение глаз.

В зависимости от назначения 4 вида ИО:

1) рабочее (для обеспечения нормальной работы) – для всех помещений, зданий и участков открытых пространств, предназначенных для движения транспорта и т.д.

2) дежурное – используется в нерабочее время.

3) аварийное – на случай аварии и для эвакуации людей. Д.б. не менее 2 лк внутри помещения, 0,5 лк в различных проходах, переходах и на лестницах.

4) охранное – вдоль границ охраняемой территории.

Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильником общего освещения в системе комбинированного освещения должно составлять не менее 10% нормируемого для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяются для местного освещения. При этом освещенность должна быть не менее 200 лк при газоразрядных лампах и не менее 75 лк при лампах накаливания. В качестве источников света применяются газоразрядные лампы и лампы накаливания.

^ Лампы накаливания.

Достоинства: 1) просты в изготовлении, 2) удобны в эксплуатации, 3) имеют небольшие габариты, 4) не требуют пускорегулирующей аппаратуры.

Недостатки: 1) низкий КПД (10-13%), 2) срок службы до 1000 часов, 3) низкий к-т светоотдачи, 4) искажение восприятия цветов.

В спектре преобладают желтые и красные цвета.

Типы ламп: вакуумные, газонаполненные, криптоновые, галогенные.

^ Газоразрядные лампы.

В них свечение возникает в результате электрических разрядов в парах газов. Изнутри лампы покрыты слоем люминофоры, который преобразует эти разряды в видимый свет. Они м.б. низкого (люминесцентные) и высокого давления.

Достоинства: 1) спектр близок к естественному, 2) большой срок службы (до 10000 часов), 3) к-т светоотдачи 50-75 лм/мин, 4) не чувствительны к колебанию напряжения.

Недостатки: 1) стробоскопический эффект (Искажение зрительного восприятия вращающихся тел. Вращающаяся деталь кажется неподвижной или вращающейся в другую сторону). Для ↓ этого эффекта несколько ламп включают со сдвигом фаз, при этом мах и min световой поток в лампах не совпадают и общий световой поток выравнивается. 2) плохо работают при низких температурах окружающего воздуха. 3) сложная система включения. 4) наличие паров ртути (до 15 мг в каждой лампе).

Типы люминесцентных ламп: 1) белого света (ЛБ), 2) холодного белого (ЛХБ), 3) теплого белого (ЛТБ), 4) дневного света (ЛД), 5) дневного света с улучшенной цветопередачей.

Газоразрядные лампы высокого давления.

Достоинства: 1) к-т светоотдачи до 110 лм/Вт, 2) хорошо работают при низких температурах окружающего воздуха.

Недостатки: 1) время зажигания от 5 до 10 минут, 2) остальные как и у люминесцентных.

Типы ламп: дуговая ртутная лампа (ДРЛ).

Любые лампы помещают в светильники, к-ые обеспечивают требуемое направление светового потока и защищают лампу от загрязнений, влаги, механических повреждений.

В зависимости от направления свела: 1) светильники прямого света (свыше 80% идет вниз). 2) отраженного света (свыше 80% - в потолок и отражается вниз). 3) рассеянного света (40-60 % - как вверх, так и вниз).

Высота установки светильников рассеянного света д.б. не менее 3м при световом потоке до 6000 лм и не менее 4м при более 6000 лм.

В зависимости от окружающей рабочей среды светильники м.б.: 1) открытого исполнения (для нормальной среды), 2) пылебрызгозащищенные (для ламп накаливания), 3) пылевлагозащищенный (для люминесцентных), 4) взрывозащищенные и взрывобезопасные.

^ 22. Электробезопаность. Действие электрического тока на организм человека.

Электробезопасность – это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту работников от вредного и опасного воздействия эл. тока, дуги, эл. маг. поля, статического электричества.

Опасность поражения усугубляется тем, что человек не в состоянии без специальных приборов и устройств обнаружить напряжение дистанционно, как, например, движущиеся части оборудования, раскаленные предметы и т.д. Опасность обнаруживается, когда человек уже поражен.

Анализ смертельных несчастных случаев показывает, что на долю поражений эл. током приходится до 40%, а в энергетике до 60%. Большая часть смертельных случаев (до 80%) наблюдается в эл. установках напряжением до 1000 В.

Действие эл. тока на организм.

Проходя через живые ткани и органы человека, ток оказывает: 1) термическое, 2) электролитическое, 3) биологическое действие.

1 – проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровяных сосудов, нервов и т.д.

2 – проявляется в разложении крови и других органических жидкостей организма человека и вызывает значительные нарушения их физико-химического состава.

3 – проявляется как раздражение и возбуждение живых тканей организма человека, что сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц, в т.ч. легких и сердца. В результате могут возникнуть различные нарушения и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания.

^ 23. Виды поражения электрическим током.

Существует 2 вида: 1) Эл удар, 2) местные электрические травмы (эл. ожог, эл. офтальмия, эл. знаки, эл. металлизация кожи, мех. повреждения).

А) Эл. ожог – возникает при прохождении через тело человека значительных токов свыше 1 А и является следствием преобразования эл. энергии в тепло.

Б) эл. знаки (метка тока) – возникают при хорошем контакте тела человека с токоведущими частями. Они представляют собой припухлость с затвердевшей в виде мозоли кожи серого или желто-белого цвета. Края резко очерчены белой или серой каймой. Природа эл. знаков до конца еще не исследована. Есть предположение, что они вызваны химическим и механическим действием тока.

В) электрометаллизация кожи – это пропитывание поверхности кожи парами расплавленного металла вследствие испарения или разбрызгивания его под действием тока, например, при горении дуги.

Г) электроофтальмия – поражение глаз, вызванное интенсивным излучением эл. дуги, спектр которой содержит вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Кроме того возможно попадание брызг расплавленного металла в глаза.

Д) мех. повреждения – наблюдаются при резких непроизвольных судорожных сокращениях мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате происходят разрывы сосудов, тканей, вывихи суставов, переломы костей. Сюда же относятся ушибы, переломы и вывихи, возникающие при падении человека с высоты при действии на него даже незначительных токов.

Эл. удар – наблюдается при воздействии малых (незначительных) токов и напряжений до 1000 В, выделяемая энергия недостаточна для ожогов, ток действует на нервную систему и мышцы и может возникнуть паралич органов.

Паралич дыхательных органов и сердца приводит к смерти. Если же ток способен парализовать мышцы рук, то человек не может самостоятельно освободиться от действия тока. Т.о. действие эл. тока будет длительным, что еще более усугубляет воздействие тока на человека.

^ 24. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током: род и величина тока; время прохождения тока.

1. величина и род тока (на человека влияет не напряжение, а ток). Ток является поражающим фактором, напряжение влияет лишь постольку, поскольку оно определяет значение тока через человека.

Из таблицы видно, что переменный ток опаснее постоянного примерно в 5-7 раз. Опасность поражения тем больше, чем больше ток через человека.

2. Время прохождения тока. Чем короче время воздействия тока, тем меньше опасность. При длительном воздействии тока сопротивление человека уменьшается, величина тока увеличивается до значения, способного вызвать остановку дыхания и сердца.

Кардиоцикл работы сердца.

Нормальное сердце сокращается 60-80 раз в минуту. В каждом цикле в течение = 0,2 сек сердце более чувствительно. Если действие тока не совпадает с фазой  то большие токи не вызывают остановки работы сердца. При длительности воздействия тока, равной длительность цикла работы сердца, ток проходит через сердце также и в течение фазы  вероятность поражения наибольшая.

^ 25. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током: путь тока в теле человека; частота тока; сопротивление тела человека.

1. Путь тока в теле человека. Наиболее опасно: через дыхательные мышцы и сердце. Наиболее вероятный путь – правая рука - ноги. Наименее опасно – нога - нога, но если ток в этом случае большой, то могут возникнуть судороги мышц ног, человек падает, и ток проходит через грудную клетку.

2. Частота тока. Наиболее опасен переменный ток частотой 50-60 Гц, но ток частотой 500 Гц не менее опасен, чем ток частотой 50 Гц. Опасность полностью исчезает при частоте 50 кГц, однако эти токи сохраняют опасность ожогов.

3. Сопротивление тела человека. R СУХ =10000-100000 Ом (сухая неповрежденная кожа), R ВНУТР =800-1000 Ом.

Наибольшим сопротивлением обладает наружный слой кожи толщиной 0,2 мм (эпидерма). Сопротивление тела человека зависит от состояния кожи, плотности контакта, физического состояния организма (здоров или болен), эмоционального состояния (спит или бодрствует).

Для расчетов сопротивление человека Rh=1000 Ом. Хорошо проводит ток нервная система, кровь, мышечные ткани (сверхпроводник – спинномозговая жидкость). Плохо проводят ток сухожилия, костная ткань, эпидерма.

^ 26. Явления при растекании тока в земле.

З
амыкание на землю происходит в следствии появления контакта между токоведущими частями (ТВЧ) и заземлённым контуром при падении на землю оборванного провода линии электропередач, пробоя изоляции высоким напряжением и т. д. В этих случаях ток от частей находящихся под напряжением проходит в землю через электрод который осуществляет контакт с грунтом. Специальный металлический электрод называется заземлителем. Размеры и форма электрода, состав грунта могут быть различны, поэтому закон распределения потенциала в электрическом поле электрода определяется сложной зависимостью.

Д
ля упрощения картины электрического поля принимают допущения: ток стекает в землю через одиночный заземлитель полусферической формы, погружённый в однородный и изотропный грунт с удельным сопротивлением ρ [Ом*м]. Так как грунт однородный и изотропный, то ток распределяется вокруг зазамлителя равномерно. Плотность тока в точке А на поверхности грунта на расстоянии “х” от заземлителя

Найдём потенциал в точке А для чего выделим элементарный слой толщиной dx:

,
,
,
,

Закон распределения потенциалов вокруг заземлителя

Х = 20 м

^ 27. Шаговое напряжение.

Человек находящийся в поле растекания тока вокруг заземлителя оказывается под напряжением шага, если его ноги находятся в точках с разными потенциалами

будет увеличиваться при увеличении величины шага, растёт при приближении к месту падения провода.

С увеличением расстояния от места заземления напряжение прикосновения растёт.

^ 29. Опасность прикосновения в электрических сетях (общий случай).

А
нализ опасности электрических сетей сводится к определению значения тока протекающего через тело человека в различных условиях, в которых может оказаться человек при эксплуатации электрических сетей и электрических установок.
Необходимо найти в общем случае ток протекающий через тело человека.

, где (i = 0, 1, 2 , 3) – активные проводимости проводов по отношению к земле.
– ёмкостные проводимости проводов по отношению к земле.
– полные проводимости между каждой фазой и землёй.

(*)

– фазный множитель;

;
;
;
;
.

Аналогично находится ток через человека при прикосновении к другим фазам (учебник Князевский). Это выражение показывает (*), что опаснее прикосновение к той фазе проводимость которой относительно земли меньше чем относительно других фаз. Действительно проводимость фазы 1, к которой прикасается человек Y 1 присутствует только в знаменателе и чем она меньше тем больше ток через человека. Данное выражение следует привести к виду удобному для расчёта, для этого необходимо подставить значения проводимостей
(действительной и мнимой части) фазного множителя и разделить действительную и мнимую части.

Если нет нулевого провода, то величины с нулём опускаются (
), если

;

Если есть напряжение до 1 кВ, то ёмкостью “С” пренебрегают.

Если взять сети выше одного кВ, ёмкость
.

^ 30. Опасность прикосновения в электрических сетях до 1000 В с изолированной и заземленной нейтралью.

1. Нормальный режим. Изолированная нейтраль.

В этом случае ток через человека зависит от активного сопротивления изоляции, с увеличением активного сопротивления изоляции проводов относительно земли ток через человека уменьшается.

2. Изолированная нейтраль, пробой фазы на землю

Ток через человека от сопротивления изоляции не зависит, данный случай является наиболее опасным.

3. Нормальный режим, глухозаземлённая нейтраль.

Ток через человека не зависит от сопротивления изоляции, а определяется величиной сопротивления тела человека.

4. Глухозаземлённая нейтраль пробой фазы на землю.

Данный случай более опасен, чем третий случай.

^ 31. Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током.

Все вновь сооружённые или реконструируемые электрические установки на предприятии должны выполняться в соответствии с действующими правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Согласно ПУЭ помещения делятся на группы:

1) помещения без повышенной опасности в которых отсутствуют условия создающие повышенную или особую опасность;

2) помещения с повышенной опасностью поражения током имеющие следующие признаки:

– сырость (помещения с относительной влажностью превышающей 75 % длительно или содержащие технологическую токопроводящую пыль, которая оседает на проводах проникает внутрь электрических машин и других электроприборов);

– токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные);

– высокая температура воздуха длительно превышающая 35 0 С (помещения с сушилками, котельные);

– возможность одновременного прикосновения человека к заземлённым металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и механическим корпусам электрооборудования.

3) особо опасные помещения имеют следующие признаки:

– особая сырость (с относительной влажностью примерно 100 %);

– химически активная или органическая среда;

– наличие одновременно двух или более признаков повышенной опасности

4) территория открытых электроустановок которая в отношении опасности поражения людей током приравнивается к особо опасным помещениям.

^ 32. Защита от поражения электрическим током. Защитное заземление.

Защитное заземление – это преднамеренное эл.соединение с землей или её эквивален-том металлических не токоведущих частей (ТВЧ) эл.установок которые могут оказаться под напряжением (например при замыкании фазы на корпус).

Задача в устранении опасности поражении током в случае прикосновения человека к корпусу и другим не токоведущим металлическим частям эл. установки, оказавшимися под напряжением.

Принцип действия заключается в снижении напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением и земли – до безопасного значения.

R
h =1000 (Ом)

При применении заземления большая часть тока пойдет через него, в результате ток через человека достигает безо-пасных значений

Конструкция заземления:

В качестве заземляющих проводов допускается использовать различные металлические конструкции, стальные трубы, прутки.

В
Э: 1)стальная труба d>50мм

2) стальной пруток d=12...20мм

3) уголок стальной 50*50мм

Отношение

ГЭ: стальная полоса →

П
о расположению заземлителей относительно защищаемых корпусов заземления делятся на выносные и контурные

^ 33. Защита от поражения электрическим током. Зануление.

Зануление – это преднамеренное эл. соединение с многократнозаземленным нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей эл. установок, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на землю и по другим причинам.

Принцип действия: превращение замыкания на корпус в однофазное К.З. (замыкание между фазным и нулевым проводом) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети (плавкие предохранители, магнитные пускатели, контакторы, автоматические выключатели).

Расчет тока К.З.:

R Ф и R Н – активное сопротивление фазного и нулевого провода.

X Ф – внутреннее индуктивное сопр-е фазного провода.

X Н – внутреннее индуктивное сопр-е нулевого провода.

X’ – внешнее индуктивное сопротивление петли.

I H – номинальный ток плавких вставок.

К = 3 – к-т запаса для плавких вставок.

К = 1,4 – для автоматов.

R ПОВТОРНОЕ – повторное заземляющее сопр-е, обеспечивает снижение напряжения корпуса относительно земли в момент К.З. при обрыве нулевого провода.

^ 34. Защита от поражения ЭТ. Защитное отключение.

Защитное отключение – это система защиты, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности ПЭТ.

При применении этого вида защиты безопасность обеспечивается быстродействующим отключением аварийного участка или всей сети при однофазном замыкании на землю или на элементы оборудования, нормально изолированные от земли, а так же при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением.